Dispositivo cremallera de dirección. ¿En qué consiste y qué aspecto tiene?
Dirección del vehículo
La dirección del vehículo permite mover el automóvil en la dirección indicada por el conductor. Los principales elementos del sistema de dirección son el accionamiento de la dirección y el mecanismo de dirección. Actualmente, los fabricantes de automóviles instalan mecanismos de dirección de tipo cremallera en los automóviles de pasajeros, cuya base es la cremallera de dirección.
Para garantizar un alto nivel de comodidad en la conducción, la cremallera de dirección está equipada con un sistema de asistencia hidráulica (HPS) o asistencia electromecánica (EPS). En total, existen tres tipos principales de cremalleras de dirección:
- Cremalleras de dirección mecánicas.
- Cremalleras con asistencia hidráulica (HPS).
- Cremalleras con asistencia eléctrica (EPS).
Bastidoras de dirección mecánicas
Son las más simples en cuanto a diseño y representan una transmisión directa del par de torsión desde el eje de entrada con el piñón hasta la cremallera dentada. Este tipo de cremallera se utiliza con mayor frecuencia junto con el EPS y se instala en la columna de dirección.
Los principales componentes de una cremallera de dirección mecánica son los siguientes:
- Cárter, fabricado en aluminio. Contiene una cavidad especial con una protección corrugada que evita la entrada de humedad y suciedad en el mecanismo.
- Piñón o rueda dentada de accionamiento, ubicado dentro del cuerpo del mecanismo de dirección y sujeto mediante un rodamiento especial.
- Resorte con pistón de presión, cuya función es presionar firmemente la cremallera de dirección contra el piñón, asegurando un contacto óptimo entre los dientes.
- Casquillo para la rótula de la barra de dirección, diseñado para operar dentro de un intervalo específico determinado por los ingenieros y garantizar el movimiento adecuado de la cremallera mecánica
Cremalleras de dirección con asistencia hidráulica
La principal diferencia de este tipo de cremallera con respecto a la mecánica es la presencia de cilindros hidráulicos formados entre la cremallera dentada y el cuerpo. En el eje de entrada se instala una válvula distribuidora rotativa.
Es fundamental monitorear constantemente el estado del sistema hidráulico para evitar fugas o contaminación del líquido de trabajo. Para desmontar el mecanismo de dirección, es necesario drenar el líquido de trabajo. Al rellenar el sistema con líquido nuevo, se debe purgar el aire del sistema.
Este tipo de cremalleras fue ampliamente utilizado hasta el año 2000. Posteriormente, se produjo una transición hacia las cremalleras con asistencia electromecánica. Actualmente, el sistema HPS se emplea solo en vehículos todoterreno y camiones. Aproximadamente el 98 % de los automóviles de pasajeros fabricados hoy en día están equipados con EPS.
Cremalleras de dirección con asistencia eléctrica
En este tipo de cremalleras, la asistencia se proporciona mediante un motor eléctrico, cuya operación es controlada por una unidad electrónica de control (ECU). Existen varios tipos de EPS, que se diferencian por el método de transmisión de la fuerza al vástago de la cremallera y la ubicación del módulo de control.
El diseño más común cuenta con un motor eléctrico ubicado junto a la cremallera, que la mueve mediante un piñón adicional y una transmisión de tornillo sin fin.
Otra solución es ubicar el motor eléctrico en paralelo a la cremallera, transmitiendo la fuerza a través de una correa dentada.
El tercer tipo se denomina accionamiento directo. En estas cremalleras, el vástago se mueve dentro del motor mediante una transmisión de tornillo-tuerca, lo que hace que todo el conjunto sea más compacto.
La ubicación del módulo de control del EPS varía según la región de fabricación del automóvil. En los vehículos europeos, la ECU se monta generalmente cerca del motor eléctrico o directamente sobre él, es decir, en la misma cremallera. En cambio, en los automóviles japoneses y coreanos, la unidad de control se instala más cerca del tablero de instrumentos.
- En el primer caso, la estructura es más reparable, pero existe el riesgo de daños mecánicos o entrada de humedad en la unidad de control.
- En el segundo caso, la ECU está mejor protegida, pero en caso de reparación, para probar la cremallera fuera del vehículo, es necesario extraer varios metros de cableado y localizar la unidad de control.
Equipos para el diagnóstico de cremalleras de dirección
Para diagnosticar las cremalleras de dirección con asistencia, se requiere equipo especializado:
- Testers para diagnóstico rápido de sistemas HPS en el vehículo: MS510 y MS511.
- Bancos de prueba para diagnóstico de sistemas HPS desmontados:
- Equipos universales para sistemas HPS:
- MS503N verifica la cremallera y la bomba HPS en el vehículo, diagnostica la cremallera desmontada y permite limpiar el sistema HPS al reemplazar el líquido de trabajo.
- Tester MS561: Diagnostica unidades EPS desmontadas, como la cremallera de dirección, la columna de dirección o la bomba electrohidráulica (EHPS). Al utilizar el MS561, es posible leer y borrar errores de la ECU de la cremallera, así como codificar o actualizar su software si es necesario.
